高中生物颜色反应专题复习建议

福建 傅琦雄

2018年《考试大纲》中对实验与探究能力（1）做出了具体的解释说明：“理解《考试说明》中规定实验的目的、原理、方法和操作步骤, 掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的原理、方法和技能等进行综合的运用（包括实验材料的选择）”，这是最基本的要求，如还原糖与斐林试剂发生反应可以生成砖红色沉淀这一实验原理的应用。因此，教师在备考实验专题时，要帮助学生梳理、归纳《考试大纲》中要求的19个实验的基本原理和方法。下面通过对教材实验中涉及的颜色反应的归纳整理，以及近几年全国卷考查该知识点的试题分析与变式来抛砖引玉。

1.高中生物学教材涉及颜色反应汇总

颜色反应是指在检测物质或观察结构的实验中，某些化学试剂能够使生物组织中的有关物质或结构产生特定颜色的反应。人教版高中生物学教材的实验中出现了多种颜色反应且知识点零散、碎片化，不利于识记，学生常出现实验知识记忆混乱的现象。认知心理学研究发现列表比较是一种非常有效的复习教学组织策略，即对易混相似知识进行列表区分比较，能大大提高学生对这些知识的长期记忆。如表1所示。

表1 高中生物学教材实验的颜色反应

续表

2.全国卷考查颜色反应的经典试题

历年高考试题是复习备考中研究价值极高的备考资源。高考试题不仅严谨规范，而且权威、具有导向性。因此，教师研究近几年高考试题是复习备考策略之一。从高考试题的考查知识、能力立意、难度控制、试题情境创设、设问方式等方面进行研究，教师可以获得许多有价值的信息。同时，还要加强试题的变式训练，让学生真正从一类题的解题过程中悟出同类题的解题思路并能举一反三。

【例1】（2017年，全国卷Ⅰ，第2题）下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是 （ ）

A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测

B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色

C. 若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色

D. 斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色

【试题分析】该题考查细胞结构与成分的相关实验原理与方法。涉及具体内容有染色排除法、蛋白质的检测、观察细胞的有丝分裂、还原糖的检测。台盼蓝不能进入完整的活细胞，死细胞的细胞膜失去选择透过性，台盼蓝可以透过细胞膜将死细胞染成蓝色，因此台盼蓝可用于检测细胞膜的完整性；双缩脲试剂可与蛋白质中的肽键在碱性溶液中发生反应出现紫色，因此不能用于氨基酸的检测；染色体易被碱性染料染成深色，醋酸洋红可使染色体着红色；斐林试剂由甲液（NaOH）与乙液［Cu（SO4）］混合生成Cu（OH）2，还原糖中的还原性醛基将其还原成Cu2O，呈砖红色。全国卷对该知识点的考查多以简洁的题干进行考查，从颜色反应的实验原理、染色剂的选择、反应条件及实验结果的分析判断来设置选项，各选项间相互独立。

【答案】B

【变式1】下列有关生物学实验中颜色反应的叙述错误的是 （ ）

A.斐林试剂是甲、乙液混合使用，还需水浴加热

B.检测样品是否含二肽，可用双缩脲试剂进行显色

C.用台盼蓝染液进行染色，可鉴别酵母菌细胞的死活

D.用醋酸洋红染色根尖细胞的染色体之前，根尖需要漂洗

【答案】B

对此类型颜色反应试题的解题思路是识记颜色反应的试剂或实验结果，适度拓展实验原理等。比如，双缩脲试剂检测蛋白质的原理是蛋白质含有两个或两个以上的肽键，类似双缩脲的结构，也能在碱性溶液中与Cu2+发生双缩脲反应，产生紫色络合物。教师这样的复习指导能使学生对双缩脲试剂的使用方法、实验结果以及与斐林试剂的区别印象深刻，促进对相关实验的深度学习。

【例2】［2011年，福建卷26（Ⅱ）改编］使用染色剂染色是生物学实验常用的方法，某同学用洋葱不同部位为材料做了如下实验：

实验 观察对象 染色剂 实验结果① 洋葱管状叶细胞中的叶绿体 无水乙醇 叶绿体呈现绿色② 洋葱表皮细胞中DNA和RNA分布甲基绿、吡罗红混合细胞内染成绿色的面积显著大于染成红色的面积③ 洋葱表皮细胞中的线粒体 健那绿 线粒体呈现蓝绿色④ 洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂 龙胆紫间期细胞不着色，分裂期细胞染色体着色

（1）对上述实验结果的归纳，正确的有______________ （填实验序号）。

（2）实验②和实验④在染色之前，都使用了一定浓度的盐酸处理。其中，实验②用盐酸的作用是_______________；实验④用盐酸与酒精混合，对材料进行解离。解离的目的是_________________________________________________________ 。

（3）实验②③都可用紫色洋葱______________________ （填“外侧” “内侧”或“内外两侧”）的表皮细胞作为实验材料，理由是_______________________________________________________________ 。

【试题分析】实验①中叶绿体呈绿色，无需染色剂，无水乙醇是溶解叶绿体中色素的溶剂；②使用甲基绿、吡罗红混合液进行染色时，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。DNA主要存在于细胞核，而RNA存在于细胞质中，因此应该是呈现红色的面积较大；③健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，线粒体中细胞色素氧化酶使染料保持氧化状态（即蓝绿色），而细胞质中染料被还原成为无色状态；④使用龙胆紫对洋葱根尖分生区细胞进行染色时，在分裂间期细胞核被染成深色，在分裂期可观察到染色体着色。因此，①②④不正确。

【答案】（1）③

（2）改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合 使组织中的细胞易于分散开

（3）内侧 洋葱内表皮细胞无色，染色明显；外表皮细胞有紫色大液泡，不易于观察染色情况

【变式2】（2017年，海南卷，第8题）某染料（氧化型为无色，还原型为红色）可用于种子生活力的鉴定。某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力，结果如表所示。下列叙述错误的是 _________________________________________________________________________ （__ ）

_分组 ________甲组 __________乙组处理 种子与染料混合保温 种子煮沸后与染料混合_保____________________温结果 种子中的胚呈红色 种子中的胚未呈红色

A.甲组的胚发生了氧化还原反应

B.呼吸作用产生的NADH使染料变成红色

C.乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞

D.种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果

【答案】C

在高中生物实验中有多个实验用到盐酸，教师要善于引导学生归纳总结，如观察DNA和RNA的实验中盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。在根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中，盐酸和酒精的混合液起解离作用等。

全国卷中另一种考查颜色反应的命题思路是创设真实的实验情境，要求考生有效地获取题干中给予的信息，通过对实验结果的分析，做出准确的判断。如2017年海南卷的第8题（见变式2）以某染料鉴定种子的生活力为背景，考查种子中胚细胞的代谢活动等知识点。这种结合探究实验的解题思路是从题干或表格图解中获取有效信息，区分各种变量并运用颜色反应的知识进行分析、推理与判断，从而得出正确的答案。

3.关于教材实验中颜色反应的复习建议

高中生物学教材实验的颜色反应种类繁杂，分布在多个知识模块。近几年全国卷常常有所考查，侧重考查识记理解能力，总体难度偏小。建议从以下几个方面复习颜色反应：第一，研读《考试说明》中要求的19个教材实验。教师可以从颜色反应的反应原理、反应条件、知识分布、相同颜色等视角，将表1深度挖掘整理。第二，研究全国卷颜色反应的试题特点，预判命题趋势。近几年全国卷颜色反应试题的特点：（1）题型多为选择题，相对稳定；（2）考查材料或染色剂的选择及反应颜色；（3）创设实验情境，结合探究性实验的考查。这些特点可以作为研究全国卷考查颜色反应试题的命题趋势的参考，教师把握好方向有利于学生复习内容更加精准。第三，巧用多种记忆方法，加强对颜色反应实验结果的识记。如对于二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的实验，教师可引导学生联想到“一片蓝天绿草最终变枯黄”。再如，脂肪与苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ反应分别出现橘黄色、红色，可以用记忆口诀“三黄四红”进行记忆。

综上所述，实验专题中除了颜色反应以外，还有诸多重要的知识点。教学过程中，广大教师可以借鉴以上的复习建议，多反思、多总结、多创新，就一定能够提高实验专题复习的课堂效率。